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屬於工業控制領域的無線電應用技術
 

【作者: 丹尼爾】   2006年09月04日 星期一

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現在,802.11技術似乎已經成熟、過時了,不再被人談論了。但是,像802.11這樣普遍的技術,除了供給個人電腦使用以外,難道沒有其它應用嗎?其實,短距離無線電技術正進入工業控制的領域中,取代電線或纜線,這些都是一般人不知道的特殊應用。


這幾年,無線電自動控制已成為生產自動化的工業界之焦點。目前,在這個領域中,約有10幾種新應用是屬於無線電自動控制的,例如:遙控和資料採集、機具安全、即時控制、物體感測、機器視覺、全自動化的製程控制等。


無線電技術最常應用在遙控和資料採集上。它可以輕易地取代傳統的有線電網路傳輸,譬如:Ethernet、RS-232、RS-486等。其中,在物料處理系統中,有一個非常新的應用,稱為「自動導引車(AGV)」,這種車輛可以在工廠內穿梭,這是利用無線電網路來控制的。AGV還可以在不同的無線電網路之間「漫遊(roaming)」,其切換時間(handover time)小於50ms,比WLAN還快,所以AGV不會突然停駛。


像建築施工所需的大型起重機或吊車,在操作時必須非常謹慎。在傳統上,這些大型機具都是使用纜線或電線將它們附近的影像或數據傳送到控制中心;可是,這會增加成本,而且還會有監控死角。改用無線電技術之後,可以大幅減少這些問題的發生。


雖然,802.11標準並不支援真正的即時控制,或「決定性控制(deterministic control)」,不過,仍可以參考802.11的PCF通訊協定,來設計符合工業等級所需的無線電晶片。它可以讓橋接器(access point)以固定的速度與每個工作站通訊,達到即時控制的目標,其功能就好像有線電網路系統裡的輸出入埠(I/O port)一樣。


當發生水災或滿水位之前,可以利用無線電技術來播放警報和關閉水門。此外,像游泳池、噴泉等設施,必須保持固定水位或水量,也可以使用無線電技術來控制,例如:使用ZigBee無線電網路。此外,還有其它不同種類的無線電感測器可供應用,譬如:可以感測門窗開啟或關閉的無線電感測器。


在全自動化的工廠裡,除了需要機器手臂來做固定動作以外,可能還需要人機互動介面,這可以利用Ethernet、USB、相機、觸控面板、鍵盤等裝置來達成。感測和控制物體的移動,是現代工廠自動化的重要課題;這需要具備辨識和監控功能的軟體,並且必須與各種工業級的網路技術互通,例如:CAN、Profibus DP、X2X Link、ETHERNET Powerlink、fieldbus等。


與主流的電子技術和產品相比,工業電子和自動控制似乎是屬於比較舊的、冷門的、次要的技術和產品。不過,就獲利而言,它們有時並不會比主流的電子產品遜色。而且,在這個領域裡,還隱含著一些有待開發的應用和商機,值得業者注意。


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